АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Углеводный обмен (II): основные этапы полного аэробного окисления глюкозы, характеристика; энергетическая ценность ПАОГ

Пути превращения иных гексоз в глюкозу. Галактоземии.

Основные этапы ПАОГ:

1. Гликолиз с последующим превращением 2 моль лактата в 2 моль ПВК и челночным транспортом протонов в митохондрию(малат-аспартатный челнок)

2. Окислительное декарбоксилирование 2 моль пирувата в митохондриях с образованием 2 моль ацетилСоА

3.Сгорание ацетильного остатка в цикле Кребса (2 оборота цикла Кребса)

4. Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование: используются НАДН*Н⁺ и ФАДН₂, генерированные в цикле Кребса, окислительном декарбоксилировании пирувата и перенесенные с помощью малатного челнока из цитоплазмы

Этапы катаболизма на примере ПАОГ:

-Гликолиз, работа малатного челнока, окислительное декарбоксилирование пирувата – пример межуточного обмена (II этап)

-Цикл Кребса – III этап

-Тканевое дыхание и сопряженное с ним окислительное фосфорилирование – IV этап (митохондриальный синтез АТФ)

Ключевые соединения в обмене глюкозы:

1. Из глюкозы образуется пируват (2 моль)

2. Из пирувата образуется ацетилСоА

3. Всего из 1 моль глюкозы может быть получено 2 моль ацетилСоА.

4. ПВК как ключевое соединение всегда образуется из глюкозы, а дальнейшее преобразование в ацетилСоА возможно только при митохондриальном процессе

Поэтому принято считать ПВК ключевым соедиением, образующимся из моносахаров Окислительное декарбоксилирование ПВК:
Протекает в митохондриях, с участием 3 ферментов и 5 коферментов, объединенных в мультиферментный комплекс пируватдегидрогеназы

Мультиферментные комплексы – это мембраносвязанные ферменты, последовательно передающие промежуточный продукт друг другу, до образования полного продукта пути.

В ходе работы МФК промежуточные продукты не уходят в среду, поэтому процесс идет гораздо быстрее.

МФК пируватдегидрогеназы локализован на внутренней мембране митохондрий, на кристах, обращенных в матрикс.

Нарушение митохондриальных мембран вызывает гибель МФК пируватдегидрогеназы.

Состав МФК пируватдегидрогеназы:

Пространственная характеристика комплекса:

В каждый комплекс входят:

12 димерных молекул пируватдегидрогеназы и такое же количество молекул тиаминпирофосфата

24 молекулы ацетилтрансферазы

6 димерных молекул дегидрогеназы дигидролипоевой кислоты

Общая масса комплекса: 4*10⁶ кДа – это очень крупная частица

Суммарное уравнение работы МФК пируватдегидрогеназы:

Пируват +НАД⁺+HSCoA→АцетилСоА

+НАДН*Н⁺+СО₂

Далее ацетилСоА идет в цикл Кребса, а НАДН*Н⁺ в тканевое дыхание

Детальная схема работы МФК:

-Знание этой схемы объясняет высокую зависимость углеводного обмена от тиамина (витамина В1), рибофлавина (витамина В2) и никотиновой кислоты (витамина РР)

-Окисление пирувата до ацетилСоА и образование сукцинилСоА из α-кектоглутарата протекает практически идентично, только первый фермент комплекса называется кетоглутаратдегидрогеназа

-Реакции окислительного декарбоксилирования α-кетокислот объясняют высокую потребность тканей, богатых митохондриями, в липоевой кислоте

Расчет энергетической ценности ПАОГ по этапам:

Гликолиз – 2 АТФ (субстратное фосфорилирование)

Малатный челнок – 2 НАДН*Н⁺=6 АТФ

Окислительное декарбоксилирование 2 моль ПВК – 2 НАДН*Н⁺=6 АТФ

Цикл Кребса (с учетом ТД и ОФ) – 12*2=24 моль АТФ при сгорании 2 ацетильных остатков

ИТОГО: 38 моль АТФ при полном сгорании 1 моль глюкозы

Регуляция работы МФК пируватдегидрогеназы:

Гормональная регуляция:

Инсулин – мощный активатор ПАОГ

Стимулирует все этапы аэробного окисления

Активация как на уровне транскрипции генов, так и с использованием каскадных механизмов для аллостерической активации ферментов ПАОГ

Превращение гексоз в глюкозу:

Для энергетического обмена важнее всего получить глюкозу. Поэтому в клетках существует набор ферментов, превращающих иные гексозы в глюкозу или промежуточные продукты гликолитического пути.

Использование маннозы в энергетическом обмене:

Манноза фосфорилируется ГЕКСОКИНАЗОЙ с образованием маннозо-6-фосфата

С помощью ФОСФОМАННОИЗОМЕРАЗЫ превращается во фруктозо-6-фосфат

Обычно далее фруктозо-6-фосфат идет в ключевую реакцию гликолиза и превращается во фруктозо-1,6-дифосфат

Использование фруктозы в энергетическом обмене:

Фруктоза с помощью ГЕКСОКИНАЗЫ превращается во фруктозо-6-фосфат

Далее следует превращение во фруктозо-1,6-дифосфат с помощью фосфофруктокиназы (необратимая реакция гликолиза)

Превращение галактозы:

Суммарное уравнение:

2 галактоза+2АТФ+УТФ→УДФ-галактоза+глюкозо-1-фосфат+PPi+2АДФ

1. Галактокиназа дает галактозо-1-фосфат, поэтому прямая изомеризация невозможна

2.С участием УТФ и фермента УДФ-галактозопирофосфорилазы образуется УДФ-галактоза

3. УДФ-гал превращается в УДФ-глю с участием эпимеразы

4. УДФ-глю с помощью галактозофосфат-уридилтрансферазы передает остаток УДФ на новую молекулу галактозо-1-фосфата, а сама превращается в глюкозо-1-фосфат

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1249 | Нарушение авторских прав